[发明专利]具有喷射器的燃料电池系统

说明书

本发明提供一种具有喷射器的燃料电池系统。具体地，该系统包括电池堆、燃料喷嘴和喷水嘴。具体地，电池堆经由使用燃料和空气的电化学反应产生电。燃料喷嘴将燃料喷射至电池堆中，并且喷水嘴将水喷射至燃料喷嘴中。具体地，由于燃料喷嘴内的真空，水从喷水嘴供应至燃料喷嘴中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0111104号的优先权和利益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及一种具有喷射器的燃料电池系统，其将燃料和水分稳定地供应至通过使用燃料和空气而产生电能的燃料电池堆，以稳定地产生电。

背景技术

经由燃料电池系统工作的燃料电池车经常将氢(作为燃料)供应至燃料电池堆，以经由电化学反应产生电。然后，使用该电来对电动机提供动力，以驱动车辆。如此，燃料电池系统是一种发电系统，其在燃料电池堆中直接将燃料的化学能电化学地转化为电能，而不将燃料的化学能通过燃烧转化为热。

在燃料电池系统中，高纯度氢在操作期间通常从氢储存罐供应至燃料电池的燃料电极(阳极)，并且来自大气的空气经由诸如鼓风机的空气供应装置直接供应至燃料电池的空气电极(阴极)。

供应至燃料电池堆的氢通常分离成氢离子和电子作为燃料电极(阳极)的催化剂，并且所分离的氢离子通过聚合物电解质膜移向空气电极(阴极)。供应至空气电极的氧与通过外部导线进入空气电极的电子结合，以在生成水的同时生成电能。

为了合适地操作燃料电池，需要在燃料电池堆的膜电极组件(MEA)中适当地保持水分，并且加湿器应该安装在使电池堆循环以有效操作电池堆的各个燃料循环管线和空气循环管线上。

然而，该加湿装置/系统通常布置在电池堆外侧，因此在车辆内需要额外空间，并经常涉及复杂的管道连接。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种利用喷射器的燃料电池系统，其通过连续地再使用空气电极或燃料电极中生成的水分可以减少外部加湿器的容量或者从该系统省略加湿器。

本发明的示例性实施方式提供一种具有喷射器的燃料电池系统。具体地，提供一种经由燃料与空气之间的电化学反应产生电的电池堆，并且在该系统内布置燃料喷嘴，以将燃料喷射至电池堆中。该系统内还布置喷水嘴，以将水喷射至燃料喷嘴中。该水可通过来自经燃料喷嘴喷射的燃料的压力供应至喷水嘴。

更具体地，布置成接收并喷射燃料的燃料喷射孔可形成于燃料喷嘴中。同样地，喷水嘴的喷水孔可布置在燃料喷射孔的中心。

此外，供水管线可与喷水嘴连接，以便将冷凝水贮存器的下部容纳的水供应至喷水嘴。燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中，在喷射器的进气室中燃料和电池堆中循环的气体彼此混合。在燃料喷嘴的燃料喷射孔处可形成缺口。

燃料喷嘴可布置在容纳有冷凝水的冷凝水贮存器中，并且与燃料喷嘴分开地喷射燃料的主燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中。

燃料喷嘴可布置在邻近电池堆的歧管中，并且与燃料喷嘴分开地喷射燃料的主燃料喷嘴可布置在喷射器的进气室中。

系统还可包括供水管线，其与喷水嘴连接，以将水供应至喷水嘴。供水管线可以与第一冷凝水贮存器和第二冷凝水贮存器中的各个连接，其中该第一冷凝水贮存器从电池堆中循环的燃料中收集水分，该第二冷凝水贮存器从电池堆中循环的空气中收集水分。